修平科技大學機械工程學系

修 平 科 技 大 學 機 械 工 程 學 系 實 務 專 題 計 畫 書 機 車 後 碟 煞 車 系 統 製 作 指 導 教 授 : 張 浮 明 班 級 : 機 械 三 甲 組 長 : YA100025 廖 上 豪 組 員 : YA100021 許 維 倫 YA100010 林 明 輝 YA100009 吳 政 軒 中 華 民 國 103 年 6 月 10 日

目 錄 第 一 章 序 論 1-1 摘 要... 1 1-2 研 究 計 畫 之 背 景 及 目 的... 2 第 二 章 工 作 原 理 2-1 車 削 原 理... 3 2-2 銑 削 加 工... 4 第 三 章 製 造 流 程 與 圖 解 3-1 預 期 完 成 之 工 作 項 目 及 具 體 成 果... 5 3-2 工 作 分 配... 6 3-3 工 作 進 度...7 3-4 工 作 製 造 與 流 程...8 3-5 圖 解 流 程... 9 第 四 章 分 析 與 結 論 參 考 文 獻... 10 I

第 一 章 序 論 1-1 摘 要 隨 著 時 代 的 改 變, 以 往 機 車 上 的 制 動 系 統 也 漸 漸 地 由 傳 統 式 的 鼓 式 剎 車 慢 慢 地, 由 制 動 力 較 高 的 碟 煞 式 所 取 代 雖 然, 近 幾 年 來 機 車 配 備 的 進 步 已 達 九 成 以 上, 基 本 配 備 都 是 前 碟 後 鼓 的 設 置, 但 是 原 車 基 本 配 備 有 搭 配 後 碟 煞 系 統 的 車 種, 卻 是 少 之 又 少 而 且 價 格 都 不 斐, 雖 然 市 面 上 有 市 售 後 碟 的 專 用 的 後 碟 套 件, 但 是 價 格 往 往 都 貴 得 嚇 人, 所 以 我 們 經 過 討 論 後, 決 定 以 學 校 所 學 到 的 知 識 及 技 術 製 作 一 套 後 碟 套 件 1

1-2 研 究 計 畫 之 背 景 及 目 的 煞 車 主 要 分 為 二 大 類 : 鼓 式 和 油 壓 式 其 不 同 處 在 於 按 下 煞 車 把 手 時, 鼓 式 煞 車 就 如 同 輪 圈 煞 車, 以 煞 車 線 傳 導 力 量 至 剎 車 搖 臂 再 到 剎 車 皮 上 ; 而 油 壓 式 碟 煞 則 是 將 煞 車 油 從 油 槽 中 推 出, 透 過 導 管 擠 壓 卡 鉗 中 的 活 塞, 並 推 動 煞 車 塊 所 以 兩 者 的 不 同 在 於 力 量 傳 導 的 媒 介, 所 使 用 的 剎 車 鼓 與 碟 盤, 則 無 不 同 鼓 式 煞 車 價 格 相 對 較 低, 不 過 開 放 式 的 煞 車 導 線, 比 較 容 易 堆 積 髒 污, 導 致 機 械 故 障 ; 封 閉 式 的 油 壓 煞 車 比 較 不 易 沾 染 環 境 中 的 髒 污, 不 過 維 修 上 比 較 困 難, 並 且 需 要 較 多 的 維 修 工 具, 且 油 壓 式 碟 煞 有 時 會 發 生 漏 油 的 現 象 ; 相 對 的, 鼓 式 煞 車 則 較 少 發 生 故 障, 也 較 容 易 維 修 在 這 個 科 技 發 達 的 時 代, 網 路 通 訊 的 便 利 大 幅 提 高 了 人 類 生 活 的 步 調 也 透 過 多 樣 化 的 交 通 工 具 以 節 省 時 間, 而 日 常 生 活 中 最 常 見 的 就 是 汽 ( 機 ) 車 了, 我 們 利 用 汽 機 車 通 行 各 地, 但 卻 不 清 楚 它 們 是 如 何 運 作 和 傳 動, 生 活 在 交 通 工 具 發 達 的 時 代, 便 不 能 不 知 其 便 利 性 的 由 來 ( 圖 1) 由 於 汽 ( 機 ) 車 最 主 要 的 動 作 方 式 不 外 乎 就 是 加 速 與 煞 車, 而 煞 車 關 係 到 我 們 的 自 身 安 全, 所 以 我 們 認 為 這 個 部 份 是 值 得 去 探 討 的 地 方 很 多 人 都 說, 碟 煞 危 險, 鼓 煞 比 較 安 全, 這 句 話 算 是 半 對 半 錯, 要 視 當 時 情 形 而 定, 相 信 大 部 分 的 人 看 過 鼓 式 煞 車 都 知 道, 它 是 包 在 一 個 圓 圓 的 裝 置 裡 面, 這 意 味 著 散 熱 不 佳, 我 們 都 知 道, 金 屬 在 高 溫 的 時 候 會 產 生 熱 應 力, 造 成 金 屬 疲 勞 限 降 低, 由 物 理 特 性 可 之 材 料 會 產 生 熱 漲 冷 縮 現 象, 其 導 電 度, 摩 擦 係 數 都 會 下 降, 非 常 迅 速, 也 就 是 說, 煞 車 會 失 靈 所 以 說, 當 在 下 坡 路 段 時 更 明 顯, 增 加 許 多 危 2

險 如 果 都 只 使 用 鼓 煞, 而 跑 20~30 公 里 的 山 路, 會 造 成 鼓 煞 內 部 溫 度 達 到 至 少 400 以 上, 這 是 非 常 危 險 的 事 ( 這 稱 作 " 熱 衰 竭 ") 這 時 候 如 果 再 壓 煞 車, 我 們 會 發 現, 根 本 沒 有 什 麼 制 動 力 當 我 們 在 高 速 行 駛, 風 阻 力 非 常 大, 因 此 散 熱 也 快, 吾 人 可 以 發 現, 碟 盤 上 會 有 很 多 洞, 這 也 是 為 了 增 加 散 熱 表 面 積 而 設 置 的, 不 過, 長 時 間 密 集 使 用, 還 是 會 有 150~250 的 高 溫, 但 是 散 熱 的 效 果 與 制 動 力 的 表 現 仍 然 遠 比 傳 統 式 的 鼓 式 剎 車 系 統 來 的 優 秀 的 多 雖 然 說 市 面 上 有 著 許 許 多 多 種 的 現 成 套 件, 但 是 價 格 卻 不 斐, 所 以 我 們 想 到, 將 在 學 校 學 習 到 的 知 識 與 技 術 應 用 在 這 方 面, 將 ㄧ 般 較 多 數 機 車 的 後 鼓 式 剎 車 系 統, 改 變 為 碟 式 剎 車 系 統, 進 而 改 善 原 本 的 制 動 力 不 足 的 現 象, 以 及 原 本 後 搖 臂 機 構 總 成, 其 重 量 過 重 及 強 度 不 足 的 缺 點 3

第 二 章 工 作 原 理 2-1 車 削 原 理 車 削 加 工 時, 經 常 會 供 給 切 削 液, 以 降 低 切 削 點 溫 度 並 帶 走 切 削 鐵 削 因 此 噴 嘴 之 角 度 與 油 氣 之 流 量 與 速 度 都 會 影 響 冷 卻 與 排 屑 效 果 最 常 見 的 情 況 為 堆 屑 於 車 刀 刀 刃 上, 並 與 被 切 削 材 料 表 面 摩 擦, 進 而 對 工 件 表 面 粗 糙 度 造 成 極 大 的 影 響, 為 避 免 切 削 過 程 中 產 生 積 屑 甚 至 捲 屑 的 情 形 若 刀 具 之 圓 弧 並 非 正 圓 形 或 檢 測 之 圓 弧 半 徑 與 中 心 有 誤 差 時, 就 會 造 成 工 件 之 誤 差 刀 刃 波 紋 則 會 影 響 弓 箭 之 表 面 粗 糙 度 刀 具 圓 弧 中 心, 運 動 到 設 定 的 切 削 中 心 點 時, 需 與 工 件 主 軸 之 旋 轉 軸 位 置 與 高 度 一 致 ; 若 不 一 致, 除 了 會 產 生 加 工 形 狀 誤 差 外, 亦 會 在 工 件 中 心 殘 留 凸 點 4

2-2 銑 削 加 工 銑 床 是 一 種 非 常 多 樣 性 的 加 工 機 械, 由 車 床 演 化 而 來, 車 床 是 生 產 圓 柱 形 或 旋 轉 用 途 之 零 件 常 用 的 機 器, 而 銑 床 則 常 用 在 生 產 菱 柱 形 或 非 旋 轉 旋 轉 用 途 之 零 件, 能 夠 精 確 的 將 工 作 物 銑 平 面 銑 曲 面 銑 溝 槽 銑 齒 輪 銑 種 種 複 雜 的 形 狀 銑 床 的 種 類 很 多, 如 依 其 刀 具 主 軸 的 方 向 來 分, 則 有 立 式 銑 床 臥 式 銑 床 及 複 合 式 銑 床, 立 式 銑 床 刀 具 主 軸 是 垂 直 的, 除 垂 直 銑 削 加 工 外, 亦 可 用 於 工 作 物 的 鑽 孔, 搪 孔 等, 臥 式 銑 床 刀 具 主 軸 與 地 面 平 行, 複 合 式 銑 床 則 兼 具 立 式 及 臥 式 刀 軸 但 是, 需 要 加 工 複 雜 的 工 件 要 用 到 CNC 銑 床 等 機 台 如 ( 圖 2) 銑 床 CNC 銑 床 (Computer Numerical Control) 利 用 NC 程 式 指 令 輸 入 數 控 系 統 之 記 憶 體 後, 經 由 電 腦 編 譯 計 算, 透 過 位 移 控 制 系 統, 將 資 訊 傳 至 驅 動 器 以 驅 動 馬 達 之 過 程, 來 切 削 加 工 所 設 計 之 零 件 5

第 三 章 預 期 完 成 的 成 果 與 工 作 目 標 3-1 預 期 完 成 之 工 作 項 目 及 具 體 成 果 1. 請 列 述 執 行 期 限 內 預 期 完 成 之 工 作 項 目 12 個 月 裡, 我 們 必 須 要 完 成 研 究 討 論 資 料 收 集 工 作 分 配 購 買 材 料 圖 形 設 計 加 工 流 程 尺 寸 量 測 組 裝 配 置 最 後 統 整 及 書 面 撰 寫 這 幾 個 步 驟 不 可 能 一 次 全 部 進 行, 我 們 專 題 是 個 小 組 的 工 作 每 個 人 都 有 責 任, 所 以 我 們 分 配 了 組 員 合 作 有 效 率 的 進 行 完 成 了 2. 對 於 學 術 研 究 其 他 應 用 方 面 預 期 之 貢 獻 首 先 我 們 小 組 與 老 師 先 討 論 我 們 專 題 題 目, 於 是 我 們 想 作 一 個 機 車 的 後 碟 煞 制 動 系 統, 當 然 這 對 我 們 會 有 什 麼 幫 助 時 代 不 斷 的 在 進 化, 機 車 的 配 備 也 不 斷 升 級, 但 是 在 後 制 動 系 統 一 般 都 用 鼓 煞, 很 少 採 用 碟 煞, 而 碟 煞 制 動 遠 比 鼓 煞 好 很 多, 所 以 我 們 想 把 機 車 的 後 製 鼓 煞 改 成 碟 煞 來 改 善 3. 對 於 參 與 專 題 研 究 之 工 作 人 員, 預 期 可 獲 得 之 訓 練 在 這 專 體 製 作 過 程 中, 我 們 在 過 程 中 有 碰 到 許 多 困 難 也 失 敗 多 次, 與 組 員 意 見 不 合, 或 是 過 程 中 遇 到 很 多 不 是 我 們 想 要 的 結 果, 也 體 會 到 每 個 組 員 都 有 不 一 樣 的 專 長, 如 圖 形 設 計, 加 工 程 式 等 方 面, 在 我 們 合 作 下 學 會 了 如 何 謙 遜, 如 何 溝 通 去 了 解 組 員, 不 但 知 識 學 了 很 多, 更 讓 我 們 了 解 人 與 人 之 間 相 處 模 式, 讓 我 們 的 智 能 更 成 長 6

3-2 工 作 分 配 組 長 : 廖 上 豪 車 銑 加 工 周 邊 零 件 組 員 : 許 維 倫 車 銑 加 工 主 後 搖 臂 及 程 式 作 業 組 員 : 林 明 輝 購 買 材 料 組 裝 零 件 及 測 試 組 員 : 吳 政 軒 製 作 2D 3D 圖 檔 及 專 題 書 面 報 告 7

3-3 工 作 進 度 9 月 份 : 討 論 主 題 方 向 與 形 式 10 月 份 : 購 買 材 料 刀 具 11 月 份 : 製 作 2D 3D 圖 檔 12 月 份 : 製 作 2D 3D 圖 檔 1 月 份 : 製 作 工 程 圖 及 加 工 程 式 2 月 份 : 上 機 銑 削, 周 邊 零 件 3 月 份 : 銑 削 製 作, 卡 鉗 座 4 月 份 : 銑 削, 主 排 骨 搖 臂 5 月 份 : 零 件 組 裝 測 試 8

3-4 工 作 製 作 與 流 程 1. 討 論 主 題 與 方 向, 決 定 好 主 題 與 方 向 之 後 分 配 工 作 與 安 排 流 程 與 進 度 2. 首 先 向 認 識 的 店 家 車 行 借 用 一 般 市 售 版 的 後 碟 強 化 骨, 然 後 我 們 請 指 導 老 師 張 浮 明 請 指 導 老 師 幫 我 們 使 用 學 校 器 材 (3D 測 量 儀 器 ) 量 測 座 標 與 尺 寸 3. 有 了 尺 寸 與 座 標, 我 們 開 始 設 計 一 系 列 後 搖 臂 與 周 邊 零 件 的 樣 式 圖 與 製 作 2D 3D 的 工 件 圖 和 工 程 圖 4. 完 成 工 程 圖 與 工 件 圖 後, 我 們 向 班 導 洪 振 聰, 洪 老 師 詢 問 相 關 Solidworks 圖 轉 程 式 的 方 法 與 操 作 的 模 式 5. 量 測 工 件 最 大 外 尺 寸 與 厚 度, 進 行 採 買 加 工 素 材 和 所 需 的 刀 具 設 備 6. 安 排 時 間 與 配 合 的 公 司 借 用 加 工 機 台 與 場 地 7. 有 了 加 工 程 式 後, 進 行 後 搖 臂 第 一 次 上 機 測 試 空 跑, 測 試 加 工 程 式 是 否 準 確 8. 測 試 完 成 後 進 行 後 搖 臂 第 一 次 銑 削 加 工 9. 後 搖 臂 完 成 裝 上 車 後 發 現 與 原 本 理 想 值 不 同 在 下 料 重 新 洗 削 10. 再 安 排 時 間 與 配 合 公 司 借 用 加 工 機 台 與 場 地 11. 進 行 後 搖 臂 第 二 次 上 機 測 試 空 跑, 測 試 加 工 程 式 是 否 準 確 12. 完 成 後 搖 臂 第 二 次 加 工, 完 成 裝 上 車 之 後 與 理 想 值 符 合 13. 進 行 第 一 次 卡 鉗 座 車 削, 並 與 後 搖 臂 組 裝 配 對 14. 組 裝 結 果 卡 鉗 座 與 後 搖 臂 組 裝 有 瑕 疵 15. 修 改 卡 鉗 座 與 後 搖 臂 組 裝 配 對 16. 組 裝 結 果 卡 鉗 座 與 後 搖 臂 組 裝 完 成 17. 卡 鉗 座 與 後 搖 臂 組 裝 完 成 之 後 上 車 實 測 9

18. 組 裝 完 成 開 始 測 試, 測 試 完 成 並 無 不 良 反 應 19. 完 成 加 工 與 組 裝 20. 交 件 完 成 專 題 10

3-5 圖 解 流 程 圖 4 & 5 流 程 1. 首 先 將 工 件 夾 持 固 定 好 2. 進 行 機 台 所 有 歸 零 原 點 及 刀 長 校 正 工 作 3. 準 備 完 畢, 進 行 測 試 程 式 空 跑 行 為 4. 準 備 完 畢, 開 始 進 行 工 件 銑 削 5. 主 要 後 剎 車 搖 臂 銑 削 至 完 成 後 進 行 後 卡 鉗 固 定 座 的 車 削 11

參 考 文 獻 1. 鯊 魚 工 廠 http://www.shark- factory.com. tw/product/ swing arm.html 2. Robert L. Norton 著, 謝 慶 雄 譯, 機 構 學, 高 立 圖 書 有 限 公 司,2005 3. 陳 俊 鴻 著, 電 腦 輔 助 設 計 SoildWorks 2010 基 礎 入 門 篇, 加 樺 國 際 公 司,2010 4. 周 波 巫 維 標 著, 數 值 工 具 機 及 實 習, 新 文 京 開 發 出 版 股 份,2005 5. 范 光 照 張 郭 益 著, 精 密 量 測, 高 立 圖 書 有 限 公 司,2011 6. Ansel C.Ugural 著, 陳 建 廷 譯, 機 械 設 計, 鼎 隆 圖 書 有 限 公 司, 2005 7. 劉 國 雄 鄭 晃 忠 李 勝 隆 林 樹 均 葉 均 蔚 著, 工 程 材 料 科 學, 全 華 圖 書 有 限 公 司,2009 8. Pyeel & kiusalaas 著, 蔡 東 憲 張 振 龍 陳 燕 鴻 楊 鄭 穎 譯, 材 料 力 學, 高 立 圖 書 有 限 公 司,2004 9. Elearning D. J 著,CATIA V5 實 戰 演 練, 易 習 圖 書,2012 10. 張 笑 航, 數 值 控 制 工 具 機 與 操 作 實 務, 新 文 京 開 發 出 版 股 份,2012 12

圖 1 此 圖 為 本 次 試 驗 車 種,YAMAHA 系 列, 勁 戰 125 車 系 圖 2 這 次 所 使 用 的 常 準 CNC 銑 床 13

圖 3 常 準 機 台 的 操 作 介 面 圖 4 機 台 測 試 14

圖 5 開 始 切 削 圖 6 此 機 台 為 本 次 專 題 中 所 使 用 的 車 削 工 具 機 15

圖 7 一 次 加 工 出 來 的 後 卡 鉗 座 成 品, 由 於 在 上 車 測 試 時 發 現 少 計 算 到 空 間 上 的 問 題, 所 以 要 進 行 第 二 次 的 加 工 改 良 圖 8 測 與 設 定 須 修 改 的 尺 度 與 長 度 16

圖 9 行 第 二 次 的 卡 鉗 座 尺 寸 修 改 的 校 正 圖 10 後 搖 臂 與 後 卡 鉗 座 的 銑 削 作 業 後, 開 始 後 碟 煞 盤 與 輪 圈 的 加 工 17

圖 11 行 後 碟 煞 盤 固 定 座 初 步 的 外 型 粗 加 工 圖 12 加 工 後 碟 固 定 座 18

圖 13 後 碟 煞 盤 固 定 座 與 輪 圈 的 結 合 圖 14 後 碟 煞 盤 固 定 座 與 輪 圈 的 結 合 19

圖 15 測 碟 煞 盤 與 卡 鉗 的 中 心 位 子, 進 行 最 後 精 加 工 圖 16 碟 煞 盤 與 卡 鉗 的 中 心 位 子, 進 行 最 後 精 加 工 20

圖 17 到 這 邊 基 本 上 大 部 分 的 加 工 都 已 經 完 成 圖 18 分 小 零 件 套 筒 加 工 21

圖 19 震 器 彈 簧 上 移 座 圖 20 上 車 組 裝 與 實 測 22

圖 21 一 步 步 將 機 車 外 殼 卸 下 圖 22 原 本 舊 式 剎 車 系 統 移 除 23

圖 23 除 包 含 鼓 式 剎 車 拉 桿 總 成 與 剎 車 線 以 及 剎 車 皮 和 剎 車 搖 總 成 圖 24 鼓 式 剎 車 皮 24

圖 25 修 改 後 的 碟 式 剎 車 系 統 圖 26 大 功 告 成 囉, 上 路 試 測! 25